标准分幅下的图幅号转换成经纬度坐标【原理+源代码】

短命女 2022-06-11 03:25 242阅读 0赞

最近要批量的把标准分幅下的图幅号转换成经纬度坐标，所以这两天写了个程序来搞定这件事情。  
先举个例子说明一下这个程序的作用。  
例如：计算出图幅号I50G021040的经纬度范围，即最大经度、最小经度、最大纬度、最小纬度。  
运用我编写的这个程序，可以直接算出来，这个图幅号的经纬度范围，最大经度为115.3125°，最小经度为115.25°，最大纬度为31.167°，最小纬度为31.125°。  
说一下转换的原理吧。

## 原理 ##

我国的基本比例尺有7种：1：1万，1：2.5万，1：5万，1：10万，1：25万，1：50万，1：100万。  
根据国家标准规定，我国基本比例尺地形图均以1：100万地形图位基础，按规定的经差和纬差划分图幅。其中，1：100万地形图的分幅采用国际1：100万地图分幅标准。每幅1：100万地形图的范围是经差6°、纬差4°；纬度60°-76°为经差12°、纬差4°；纬度76°-88°之间经差24°、纬差4°。（中国在1：100万分幅中都是按经差6°、纬差4°分幅的）  
![100万地形图的分幅和编号（北半球）][100]  
1幅1：100万地形图可以划分成4（2\*2）幅1：50万地形图、16（4\*4）幅1：25万地形图、144（12\*12）幅1：10万地形图、576（24\*24）幅1：5万地形图、2304（48\*48）幅1：2.5万地形图、9216（96\*96）幅1：1万地形图、36864（192\*192）幅1：0.5万地形图。  
![这里写图片描述][SouthEast]  
由于历史原因，我国地形图的编号在20世纪90年代以前很不统一。20世纪90年代以后，1：1 000 000-1：5000地形图的编号均以1：1 000 000地形图编号为基础，采用行列编号的方法。将1：1 000 000地形图按所含各比例尺地形图的经差和纬差划分成若干行和列，横行从上到下、纵列从左到右按顺序分别用3位阿拉伯数字（数字码）表示，不足3位者前面补零，取行号在前、列号在后的排列形式标记；各种比例尺地形图分别采用不同的字符作为其比例尺代码。  
![比例尺代码][SouthEast 1]

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接下来，把图幅号分解开来讲解。以上面提到的I50G021040图幅号为例。

1.  I，表示的是1：100万行号；50，表示的是1：100万列号。用于表示此范围在1：100万分幅地形图下的经纬度范围，即最大纬度是32°N，最小纬度是28°N，最大经度是120°，最小经度是114°。（查看前面的分幅图可知道：I，表示28°-32°N范围；50，表示114°-120°E）
2.  G，表示的是比例尺代码。用于记录地形图的实际比例尺。根据前面的比例尺代码表格可知，G表示1：10000比例尺，即1幅1：1 000 000地形图划分成96\*96幅1：10000地形图。据此，我们可以算出1幅1：10000地形图的纬差为：6/96°，经差为：4/96°。
3.  021，表示的是图幅行号数字码；040，表示的是图幅列号数字码。用于确定该地形图确切的经纬度范围。由于此图幅号为96\*96，所以图幅行号和列号数字码都不能超过096。  
    据此我们可以算出此图幅号的最大纬度、最小纬度、最大经度、最小经度。  
    **最大纬度**=1：1 000 000地形图的最大纬度-（图幅行号数字码-1）\*1：10000地形图的纬差=32°N - （21-1）\*6/96°=31.1667°N  
    **最小纬度**=最大纬度-纬度差=31.1667°N-6/96°=31.125°N  
    **最小经度**=1：1 000 000地形图的最小经度+（图幅列数数字码-1）\*1：10000地形图的经差=114°E+（40-1）\*4/96°=115.25°E  
    **最大经度**=最小经度+1：10000地形图的经差=115.25°E+4/96°=115.3125°E

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## 程序代码 ##

核心算法部分代码：

#region 图幅号转经纬度的核心算法
    
            /// <summary>
            /// 得到单个文件名的1:100万下的经纬度，根据1:100万行号和1:100万列号这两个参数。【核心算法，步骤一】
            /// </summary>
            /// <param name="LineNumber_100"></param>
            /// <param name="ColumnNumber_100"></param>
            /// <returns></returns>
            public static LatitudeLongitude_100_maxminModel getLatitudeLongitude_100(string LineNumber_100, string ColumnNumber_100)
            {
                LatitudeLongitude_100_maxminModel latitudeLongitude_100_maxminModel = new LatitudeLongitude_100_maxminModel();
                try
                {
    
                    //判断LineNumber_100的值是I还是J。因为江苏省的纬度范围是30°45′N-35°20′N，I表示28°N-32°N，J表示32°N-36°N。
                    if (string.Compare(LineNumber_100, "I") == 0)//等于I
                    {
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLatitudeMax_100 = 32;
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLatitudeMin_100 = 28;
                    }
                    else if (string.Compare(LineNumber_100, "J") == 0)//等于J
                    {
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLatitudeMax_100 = 36;
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLatitudeMin_100 = 32;
                    }
                    else
                    {
                        MessageBox.Show("1:100万行号有问题！非江苏省！", "提示");
                        return null;
                    }
                    //判断ColumnNumber_100的值是50还是51.因为江苏省的经度范围是116°18′E-121°57′，50表示114°E-120°E，51表示120°E-126°E。
                    if (string.Compare(ColumnNumber_100, "50") == 0)//等于50
                    {
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLongitudeMax_100 = 120;
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLongitudeMin_100 = 114;
                    }
                    else if (string.Compare(ColumnNumber_100, "51") == 0)//等于51
                    {
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLongitudeMax_100 = 126;
                        latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLongitudeMin_100 = 120;
                    }
                    else
                    {
                        MessageBox.Show("1:100万列号有问题！非江苏省！", "提示");
                        return null;
                    }
    
                }
                catch (System.Exception ex)
                {
    
                }
                return latitudeLongitude_100_maxminModel;
            }
    
            /// <summary>
            /// 得到1幅实际比例尺下的图幅信息，根据比例尺代码。【核心算法，步骤二】
            /// </summary>
            /// <param name="scaleCode"></param>
            /// <returns></returns>
            public static SmallRectangleInfoModel getSmallRectangleInfo(string scaleCode)
            {
                SmallRectangleInfoModel smallRectangleInfoModel = new SmallRectangleInfoModel();
                try
                {
    
                    switch (scaleCode)
                    {
                        case "B":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 2; break;
                        case "C":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 4; break;
                        case "D":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 12; break;
                        case "E":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 24; break;
                        case "F":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 48; break;
                        case "G":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 96; break;
                        case "H":
                            smallRectangleInfoModel.Number = 192; break;
                        default:
                            MessageBox.Show("比例尺代码有问题！", "提示");
                            return null;
                    }
                    smallRectangleInfoModel.LatitudeDistance = 4.0 / smallRectangleInfoModel.Number;
                    smallRectangleInfoModel.LongitudeDistance = 6.0 / smallRectangleInfoModel.Number;
    
    
                }
                catch (System.Exception ex)
                {
    
                }
                return smallRectangleInfoModel;
    
            }
    
            /// <summary>
            /// 得到最终比例尺下的经纬度信息，根据步骤一和二求得的结果。【核心算法，步骤三】
            /// </summary>
            /// <param name="latitudeLongitude_100_maxminModel"></param>
            /// <param name="smallRectangleInfoModel"></param>
            /// <param name="picLineNumber">图幅行号数字码</param>
            /// <param name="picColumnNumber">图幅列号数字码</param>
            public static LatitudeLongitude_Final_maxminModel getLatitudeLongitude_Final(LatitudeLongitude_100_maxminModel latitudeLongitude_100_maxminModel, SmallRectangleInfoModel smallRectangleInfoModel, string picLineNumber, string picColumnNumber, string fileName)
            {
                LatitudeLongitude_Final_maxminModel latitudeLongitude_Final_maxminModel = new LatitudeLongitude_Final_maxminModel();
                try
                {
    
    
                    double picLineNumber_double = double.Parse(picLineNumber);
                    double picColumnNumber_double = double.Parse(picColumnNumber);
                    //得到实际比例尺下的经纬度四至范围
                    latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLatitudeMax_Final = latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLatitudeMax_100 - smallRectangleInfoModel.LatitudeDistance * (picLineNumber_double - 1);
                    latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLatitudeMin_Final = latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLatitudeMax_Final - smallRectangleInfoModel.LatitudeDistance;
                    latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLongitudeMin_Final = latitudeLongitude_100_maxminModel.FileLongitudeMin_100 + smallRectangleInfoModel.LongitudeDistance * (picLineNumber_double - 1);
                    latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLongitudeMax_Final = latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileLongitudeMin_Final + smallRectangleInfoModel.LongitudeDistance;
                    latitudeLongitude_Final_maxminModel.FileName = fileName;
    
                }
                catch (System.Exception ex)
                {
    
                }
                return latitudeLongitude_Final_maxminModel;
    
            }
            #endregion

注意：由于本人项目中的图幅号只有江苏省内的，所以在1：100万行号在代码中只考虑了I和J两种情况，如果读者可以自行添加其他范围的行号。  
程序使用讲解：需要选择输入文件夹（里面有很多个以图幅号命名的文件，如I50G021040.tif），再选择输出文件夹（因为最后结果是以TXT文件的形式表示，所以需要选定文件夹来存储TXT文件）。  
图片说明：  
主界面  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
示例数据文件夹  
![这里写图片描述][SouthEast 3]  
操作界面  
![这里写图片描述][SouthEast 4]  
结果文件  
![这里写图片描述][SouthEast 5]  
结果文件内容  
![这里写图片描述][SouthEast 6]

[完整程序源代码下载][Link 1]  
[程序安装包下载][Link 2]

[100]: /images/20220611/2d5e1fc119d04e149c4a13bffeb9d050.png
[SouthEast]: /images/20220611/e105e2cbc12c4bd19a6fd79bb126eb92.png
[SouthEast 1]: /images/20220611/08e7e0f4d8d04a3da4977bec13bf9a4f.png
[SouthEast 2]: /images/20220611/0a33b1ef739344b5aaefc1bb77e14663.png
[SouthEast 3]: /images/20220611/3d49f21f4a0343e9b537e3d0f31f3f70.png
[SouthEast 4]: /images/20220611/e07ce60fda334609b670bd4809df6c05.png
[SouthEast 5]: /images/20220611/dd19b9bedddf456f9dd306c8114192de.png
[SouthEast 6]: /images/20220611/fcf5c69b9ac3460284ff722e1574878f.png
[Link 1]: http://download.csdn.net/detail/u012130706/9914513
[Link 2]: http://download.csdn.net/detail/u012130706/9914828